PRESS RELEASE
2022 年８⽉ 26 ⽇
報道関係者 各位
抗⽣物質が効かない薬剤耐性緑膿菌の弱毒化に成功〜難治性の緑膿菌感染症の治療に光〜
群 ⾺ ⼤ 学 ⼤ 学 院 医 学 系 研 究 科 細 菌 学 講 座 の平 川 秀 忠 （ひらかわ ひでただ）准 教 授 と群 ⾺ パース⼤ 学
⼤学院保 健 科学研究 科 医療科学 領 域の⽊村鮎 ⼦（きむら あゆこ）講師らの研究グループは、特殊 な炭素素材を⽤ いて既存の抗⽣物 質（抗菌薬 ）が効かない薬 剤耐性 （多 剤耐性 ）緑 膿菌の弱 毒 化に成 功しました。本 研 究 成 果 により、現 在 の医 療 では治 療 が困 難 な薬 剤 耐 性 緑 膿 菌 感 染 症 に対 する治 療 法 の発展に繋がることが期待されます（下の図１を参照）。
本研究成果は、2022 年 8 ⽉ 26 ⽇に国際科学雑誌『Current Research in Microbial Sciences』にてオンライン掲載されました。

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１．本件のポイント


緑膿菌は、免疫⼒が低 下した⾼齢 者や、⼿術 直後の患 者 、重度の熱 傷を負った⼈ などに感染し、肺 や⾎ 流 に感 染 することで、重 度 の肺 炎 や全 ⾝ 感 染 症 を起 こすことが知 られています。近 年 、様 々な種類の抗⽣物質が効かない薬剤耐性緑膿菌が増加しており、医療の現場において⼤きな問題となっています。

本研究では、「吸着性を持 つ特殊な多 孔質炭 素」を⽤いることで、緑膿菌が産 ⽣する細胞 外プロテアーゼやピオシアニンといった毒性物質（病原性分⼦）を吸着し、弱毒化することに成功しました。

本 多 孔 質 炭 素 を薬 剤 耐 性 緑 膿 菌 に投 与 したところ、ヒトの細 胞 に対 する毒 性 を⼤ 幅 に減 弱 させることを明らかにしました。

⼀⽅で、本多孔質炭素は、ヒトの細胞には悪影響を与えませんでした。

以上の結果から、多孔質炭素を⽤いた薬剤耐性緑膿菌感染症に対する治療法の確⽴につながることが期待できます。

２．本件の概要
緑膿菌は、⽔回りをはじめとする私たちの⽣活環境中に広く存在する細菌であり、健康な⼈が感染するのは稀ですが、免疫⼒が低下した⾼齢者や⼿術直後の患者、重度の熱傷を負った⼈に感染し、重度の肺炎や全⾝感染症を起こすことが知られています。緑膿菌は、乾燥や洗剤、消毒剤などに強いため、除菌が難しいと⾔われています。特に病院内においては、様々な医療器具（内視鏡やカテーテルなど）や患者が利⽤する洗⾯所やトイレ、バスタブおよび、シャワーヘッドなどに緑膿菌が付着していた場合には、病院内で感染症（院内感染）を起こすことから、緑膿菌感染症は多くの医療従事者を悩ませています。緑膿菌感染症の治療には、様々な抗⽣物質が投与されますが、近年既存の多くの抗⽣物質に耐性を⽰す薬剤耐性緑膿菌が増加傾向にあり、医療の現場において⼤きな問題となっています。緑膿菌は、細胞外プロテアーゼやピオシアニンと呼ばれる毒性物質を産⽣します。これらの毒性物質によって、緑膿菌は感染症を引き起こすことが知られています。

平川准教授らの研究グループは、以前に MgOC 150 と呼ばれる吸着性を持つ特殊な多孔質炭素が、⾷中毒菌として知られている腸管出⾎性⼤腸菌 O157 が産⽣する毒素を吸着することで、弱毒化することを発表しました（2022 年 5 ⽉）。本研究では、質量分析計を⽤いた最新技術を⽤いることで、当多孔質炭素が細胞外プロテアーゼやピオシアニンといった緑膿菌が産⽣する毒性物質を吸着することを発⾒しました。さらに、薬剤耐性緑膿菌に MgOC 150 を添加すると、ヒト上⽪細胞に対する毒性を減弱させることができました。

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本研究では、精製した細胞外プロテアーゼとピオシアニンを⽤いて、MgOC 150 による吸着効果を評価しました。MgOC 150 と上記の毒性物質を混和したところ、90%以上の毒性物質が吸着され、MgOC 150と⼀緒に除去できることがわかりました。薬剤耐性緑膿菌の培養液をヒト上⽪細胞に添加したところ、99.9%以上の細胞が死滅したのに対し、MgOC 150 を添加することで、７０％以上の細胞を⽣存させることができました。

ヒト上⽪細胞に、MgOC 150 を添加し、２４時間後の⽣存率を測定したところ、MgOC 150 を添加していない細胞と⽐べて同程度の⽣存率を⽰したことから、MgOC 150 はヒト上⽪細胞に毒性を⽰さないことを確認しました。

以上の結果は、MgOC 150 が薬剤耐性緑膿菌感染症に対する弱毒化効果を持つことを⽰唆しています（図２を参照）。

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3．この研究の社会的意義
1. 既存の抗⽣物質では治療困難な薬剤耐性緑膿菌感染症の治療法発展への⾜がかり本研究で⽤いた MgOC 150 は、薬剤耐性緑膿菌が産⽣する細胞外プロテアーゼとピオシアニンを吸着除去することで、既存の抗⽣物質が効かない薬剤耐性緑膿菌を弱毒化できることが⽰されました。
本研究を⾜がかりとして、薬剤耐性緑膿菌感染症に対する新たな治療法の開発につながると期待されます。

2. 他の難治性感染症に対する新規治療法開発への可能性
現在、全世界において年間およそ７０万⼈が薬剤耐性病原体による感染症で亡くなっています。薬剤耐性緑膿菌を含む薬剤耐性病原体は世界レベルで増加傾向にあり、⼈類が有効な対策を講じることができなかった場合、２０５０年には年間でおよそ１０００万⼈が薬剤耐性病原体による感染症で亡くなると推計され、がんによる死亡者数を上回る可能性も指摘されています。
本研究で導⼊した質量分析計を⽤いた最新技術を利⽤することで、MgOC 150 が吸着できる様々な薬剤耐性病原体由来の毒性物質の同定が進むことが期待されます。MgOC 150 を利⽤してこれらの毒性物質を除去することが可能になれば、将来的には、様々な薬剤耐性病原体による感染症に対する新たな治療法の開発につながる可能性があります。

4．論⽂情報Adsorption of extracellular proteases and pyocyanin produced by Pseudomonas
aeruginosa using a macroporous magnesium oxide-templated carbon decreases
cytotoxicity.
Hidetada Hirakawa 1* (責任著者), Ayuko Kimura 2 , Ayako Takita 1 , Sayaka Chihara 1 ,Koichi Tanimoto 3 and Haruyoshi Tomita 1,3
1

Department of Bacteriology, Gunma University, Graduate School of Medicine

2Gunma Paz University, Graduate School of Health Science

3

Laboratory of Bacterial Drug Resistance, Gunma University, Graduate Schoolof Medicine

掲載雑誌:Current Research in Microbial Sciences (オンライン掲載)

本研究は、⽇本学術振興会科学研究費助成事業および、国⽴研究開発法⼈ ⽇本医療研究開発
機構 (AMED) 新興・再興感染症に対する⾰新的医薬品等開発推進研究事業(22fk0108604h0901) による⽀援を受けて⾏われました。

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【研究に関するお問合せ先】
群⾺⼤学⼤学院医学系研究科細菌学講座 准教授 平川 秀忠（ひらかわ ひでただ）
群⾺パース⼤学⼤学院保健科学研究科 医療科学領域 講師 ⽊村 鮎⼦（きむら あゆこ）

【広報に関するお問合せ先】
群⾺⼤学昭和地区事務部総務課法規・広報係
TEL︓027-220-7895
FAX︓027-220-7720
E-MAIL︓m-koho@jimu.gunma-u.ac.jp

群⾺パース⼤学⼊試広報課
TEL︓027-365-3370
FAX︓027-365-3367
E-MAIL︓nyushi-koho@paz.ac.jp

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